为什么纯水不会结冰?39

发布网友 发布时间：2023-09-16 18:09

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热心网友 时间：2024-12-03 02:14

热力学上的冰点是根据水中固、液两相共存时的温度
确定的，在标准大气压下为0℃。
如果是单就纯水来说, 压力会导致冰点的降低.（但
导致沸点的上升！！）另外，添加水溶性物质,例如盐，也
是方法之一 ，因为任何物质溶于水时，都会降低水的冰点
（0℃）。至于温度可降低多少, 这需实验来说明.
在现实的情况下,是否有凝结核,是个重要因素,有人
向个长者请教,他说:若是纯水,全无杂质,在一般大气压力
下, 甚至水温降至零下40度,水仍可维持液态而不结冰, 这是"过冷"（supercooled water）。他又问:如果这"过冷"水,突然受到扰动,是否会瞬间结冰? 长者回答说:不会。（！！）

附图：（http://img172.photo.163.com/ivy7070/22937732/576622940.gif）
此图是所谓冰或水的三相图（即固、液、气三相）。
冰、水与水蒸气同时共存的温度也就是三相点
是摄氏0.1度水最低温会随着压力增加而下降 但是
请注意图中压力的单位以及数值，那可不是一般实
验可以达到的状况!
（另：大学热力学课本(fundamentals of classical thermodynamics,
Gordon J. Van Wylen,Richard E. Sonntag,page 40)有水的相位图(phase diagram of water),可看出压力升高,凝固温度会降低的,只有第一相的冰,其它相的冰,凝固温度,随压力增大而升高,故除了过冷水外,水的最低温应该是第一,三相冰,与水共存之三相点,由图上推估之,应是近2000个大气压力,约摄氏零下21度.）
所以，如果哪个牛人肯用微积分对付一下上图，求作极端情况值(如:0℃时,如果出现三相点-沸点,其气压是否是负值),应该可以得到精确的解释.现在我只能说:如果"另"的数据是无误的,再考虑到非纯水中溶液依数性的因素，基本可以肯定，零度的水是可能沸腾的。
（资料来源：http://www.oh100.com和http://www.phy.ntnu.e.tw）
（资料来源：http://www.oh100.com http://www.phy.ntnu.e.tw）

热心网友 时间：2024-12-03 02:14

你说的纯水是不是不含杂质的?如果不含杂质的水当然冰点很低,它要比盐水更难结冰.要结冰必须有冰核,盐水的冰点也在0摄士度以下,但是盐晶体充当了冰核,结冰就比纯水更容易点!

热心网友 时间：2024-12-03 02:15

是水就一定会结冰的，只不过如果是纯水，并且在一个理想的容器里面，他的结冰温度会低。
这主要是由于结晶过程需要一个过冷度。过冷度的大小有很多因素决定。如果不考虑容器壁，那么结晶的时候，结晶核是一个很重要的东西，如果有杂质存在，则水结冰的时候，可以以次为结晶核，用一个低的过冷度结晶。